初中物理流体压强与流速关系的探究实验计算题

如图甲所示，水平桌面上放置底面积为100cm²、质量为500g的圆筒，筒内装有20cm深的某液体．弹簧测力计下悬挂底面积60cm²、高为10cm的圆柱体，从液面逐渐浸入直至完全浸没，弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示：（可以忽略圆筒的厚度，过程中液体始终没有从筒中溢出），g取10N/kg，求：

（1）圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少？
（2）筒内液体密度是多少？
（3）当圆柱体完全浸没时，圆筒对桌面的压强是多少？

6月1日晚，“东方之星”客船翻沉事件不幸发生后，岳阳迅速行动，多部门积极参与搜援。参与搜救的某型号冲锋舟质量为180kg。

（1）求该冲锋舟受到的重力大小；
（2）该冲锋舟在水平地面时，与地面的接触面积为2m²，求它对水平地面的压强；
（3）该冲锋舟的排水量是1.2t，表示它满载时冲锋舟排开水的质量是1.2×10³kg，求该冲锋舟满载时受到的浮力大小。

如图甲所示，我国第一艘航母“辽宁舰”正在进行“歼—15”飞机起降飞行训练，置于飞行甲板下的拦阻索装置完全由我国自主研发制造。图乙是拦阻索装置简化后的示意图，它是由压缩汽缸、滑轮组和拦阻索组成，汽缸的缸体和活塞分别通过硬杆与定滑轮组合和动滑轮组合相连。战机着舰时，拦阻索与战机的尾钩咬合，使高速运行的战机瞬间停下来。

甲                    乙
不计滑轮重、绳重和一切摩擦，求：
（1）如果汽缸内活塞A的横截面积为20dm²，活塞受到的最大气压为1.6×10⁷Pa，那么活塞对动滑轮组合产生的最大推力约为多少牛？拦阻索上的最大拉力F约为多少牛？
（2）如果阻拦索2s内被战机拉出的总长度为6m，则气缸内气体推动活塞的平均功率为多少？

简阳芦葭已被国务院正式批准为天府新区成都新机场场址，预计2015年底开建，建设中挖掘机将发挥重要作用。某型号挖掘机的实物和作业范围以及部分相关数据如下图表所示。挖掘机以最大输出功率工作时，可在t=4s内将一满铲斗的密度为ρ=1.6×l0³kg/m³的泥土从最大挖掘深度处匀速移送到位于最大卸料高度的运渣车上。取g=10N／kg，求：

指  标	数值
整机质量m	5000 kg
标准斗容V	0.5 m^3
最大输出功率P	40 kW
最大挖掘深度d	3 m
最大卸料高度h	5 m
两履带与地面接触的总面积S	4 m^2

（1）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强p；
（2）移送一满铲斗泥土的过程中，挖掘机对泥土所做的功W；
（3）移送一满铲斗泥土的过程中挖掘机的机械效率η。

海南环岛自行车赛引人瞩目。下表是制造赛车各种材料的技术指标。
材料 技术指标

求：
（1）若车架的体积约为，则车架的最小质量是多大？
（2）若整车和赛车手的总重为700 N，车轮与地面的总接触面积为10^-3m² ,请计算赛车手在比赛过程中对地面的压强。
（3）若赛车手在某路段匀速直线行驶，30s通过450m的路程,所受阻力约为60N，求赛车手匀速行驶的功率是多少？
（4）请说出赛车手在比赛过程中，用什么方法减小空气阻力提高成绩。（写出一种方法）

如图所示，将边长为10cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，在B点施加力F₁=30N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0。撤去F₁，在B点施加力F₂时，合金块对地面的压强为1.2×10³Pa。（OB=3OA，g取10N/kg）

（1）画出F₂的力臂。
（2）求合金块的质量。
（3）求F₂的大小。

我国资源勘探返回式卫星是一个边长为1m的封闭式正方体，其总质量为2.0×103㎏．回收时，该卫星落回10m深的预定水域底部水平位置，假设用如图所示的打捞船上的装置匀速吊起，从卫星的上表面露出水面到下表面刚好离开水面的过程中，卫星受到的浮力是变化的，我们可以用一个恒力来代替，这个恒力的大小等于卫星受到的最大浮力的1/2，不计绳重和绳在水中受到的浮力，以及绳与滑轮间的摩擦．求：

（1）起吊之前，卫星上表面受到水的压强；
（2）将卫星匀速吊起后在上表面未露出水面之前，作用在钢绳上A点的水平拉力；
（3）将卫星从水底打捞至下表面刚好离开水面的过程中，作用在A点的水平拉力做了多少功？

苏州绕城高速公路对小汽车的最高限速为100km/h．周末小明乘坐小汽车以最高限速匀速行驶完其中的一段路程后，发现用时30min，在通过收费站时测重显示车重1.2t，g取10N/kg．则：
（1）汽车行驶路段的路程为多少；
（2）当汽车静止时轮胎与地面的总接触面积为0.08m²，此时汽车对地面的压强多大？
（3）假设汽车以最高限速匀速行驶时牵引力的功率为15kW，则所受阻力为多大？

如图所示是某型号的水陆两用坦克，它的车体比普通坦克要大，呈船形，既能在陆地行驶，也能在水中浮动。该水陆两用坦克的总质量是22t，每条履带的触地面积是2m，发动机功率是420kW，水上最大速度14km/h, 陆地最大速度54km/h。请根据以上信息 求解该坦克：（g=10N/kg）

（1）停在水平地面上时，对地面的压力和压强分别是多少?
（2）在陆地上以最大速度匀速行驶时坦克受到的阻力是多大?

被誉为“中国豹”的国产主站99式坦克，其相关性能数据如表所示．

质量	54t
成员	3﹣4人
单条履带的触地面积	1.8m^2
发动机功率	1100kW
最大越野时速	60km/h
基本作战行程	450km

在某次野战训练中，该坦克接到命令，距它30km处发现“敌情”．取g=10N/kg，通过计算回答：
（1）该坦克到达目的地最快需要多长时间？
（2）该坦克在赶往目的地的过程中，发动机做了多少功？
（3）该坦克对水平地面的压强多大？

如图所示，一个与地面接触面积为500cm²，重600N的人站在水平地面上，用轻绳竖直拉着光滑长木板AB的A端，AB可绕O点转动，在离O点40cm的B处挂有重力为8N的圆柱体，当圆柱体浸入水中静止时，从盛满水的溢水杯中溢出水的体积为5×10^－4m³。（AB质量不计，且始终保持在水平位置，g = 10N/kg）

（1）圆柱体受到的浮力是       N。
（2）当一质量为0.4kg的球从O点沿木板向A端匀速运动，要使系在A端的绳拉力刚好为零，小球应距O点    cm，此时人对地面的压强是        Pa。

为了缓解城市交通拥堵，某大学两位研究生设计出“都市蚂蚁”概念车（如图所示），荣获全国汽车创新设计大赛最高奖项，该车表似蚂蚁，小巧实用，质量仅有400kg，总体积0.75m³，轮胎与地面的总接触面积200cm³，标准乘载100kg．请解答标准乘载时的下列问题（g取10N/kg，水的密度为1.0×10³kg/m³）：

（1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压强多大？
（2）“都市蚂蚁”车以5m/s的速度在公路上匀速行驶时，受到的阻力是车总重的0.4倍，则发动机的输出功率多大？
（3）科技社团的同学想将此车改造成“水陆两栖蚂蚁车”，若该车密封良好，请通过计算判断它能否浮在水面上？若能，它露出水面的体积是多少？

邵坪高速是连接邵阳市与新邵坪上沪昆高铁站的重要交通线，全长约34km，预计于今年年底正式通车．通车后，邵坪高速将与沪昆高铁实现无缝对接，有望实现1h左右从邵阳抵达长沙．若一辆小车质量为1.5×10³kg，每个车轮与路面的接触面积为0.15m²，如图所示，请计算（g取10N/kg）：

（1）该小车的重力为多少N？
（2）该小车静止在水平路面上对路面的压强为多少Pa？
（3）若邵坪高速限速100km/h，该小车驶完邵坪高速全程最少需多少h？

如图所示，起重机将一箱设备沿竖直方向匀速吊装到施工高台上，设备重4000 N，施工台距离地面的高度为3m。动滑轮上每段钢绳的拉力是2500 N。（取g=10N/kg）

求：（1）起重机的质量为8t，工作时用支架将汽车的轮胎支离开地面。如果地面能承受的最大压强是7×10⁴ Pa，支架与地面接触的总面积是多少？
（2）起重臂OA长12m，且与水平方向夹角为30°。支撑臂与起重臂垂直，作用点为B，且OB=4m，求支撑臂给起重臂的支持力（忽略起重臂自重，cos30°≈0.87）。
（3）起重机做功的机械效率。

一辆汽车行驶在平直公路上，总重为1.2×10⁴N，轮胎与地面总接触面积为0.12m²，该车30min内匀速行驶了30km，消耗汽油4kg，汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能．（汽油的热值为4.6×10 ⁷J/kg）求该汽车：
（1）匀速行驶的速度；
（2）静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？
（3）这段时间内获得的机械能．